(57)【要約】【課題】液体材料塗布装置における内部の洗浄を効率的に行う。【解決手段】液体供給経路７は、液体材料貯留タンク５からの液体材料又は洗浄液貯留タンク１０からの洗浄液を吹付部４の霧化器（２流体スプレーノズル）へ導入する。流路切換機構１４は、洗浄時に、液体供給経路７への接続を液体材料貯留タンク５から洗浄液貯留タンク１０へと切り換える。これにより、霧化器は、導入された洗浄液を霧化して洗浄対象領域に噴出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体材料を貯留する液体材料貯留タンクから供給される前記液体材料を霧化器によって霧化して基板に塗布する液体材料塗布装置において、
洗浄液を貯留する洗浄液貯留タンクと、
前記液体材料貯留タンクからの前記液体材料又は前記洗浄液貯留タンクからの前記洗浄液を前記霧化器へ導入する導入流路と、
前記液体材料貯留タンクと前記洗浄液貯留タンクとを切り換えて前記導入流路へ接続する流路切換手段とを備えていることを特徴とする液体材料塗布装置。
【請求項２】
前記洗浄液貯留タンクが前記導入流路に接続されている間にのみ使用される洗浄用霧化器をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の液体材料塗布装置。
【請求項３】
前記洗浄用霧化器は、洗浄対象領域に向かって前記洗浄液を噴霧するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の液体材料塗布装置。
【請求項４】
前記洗浄液貯留タンクは少なくとも２種類の前記洗浄液を貯留し、
洗浄時に、当該洗浄液が切り換えて前記導入流路に供給されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の液体材料塗布装置。
【請求項５】
前記洗浄液は、前記液体材料の溶媒として用いられている液体の一部または全てによって組成される液体であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の液体材料塗布装置。
【請求項６】
前記導入流路から供給される前記洗浄液を排出する排液ポンプと、
前記排液ポンプから排出される前記洗浄液を前記霧化器の噴出部へ直接吐出するように導く排液流路と、
前記排液流路から吐出される前記洗浄液を回収する排液タンクとをさらに備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の液体材料塗布装置。
【請求項７】
液体材料を貯留する液体材料貯留タンクから供給される前記液体材料を霧化器によって霧化して基板に塗布する液体材料塗布装置の内部を洗浄する洗浄方法において、
洗浄時に、前記液体材料貯留タンクからの前記液体材料を前記霧化器へ導入する導入流路へ、洗浄液を貯留する洗浄液貯留タンクからの前記洗浄液を切り換えて導入する洗浄液導入工程と、
導入された前記洗浄液を前記霧化器によって霧化する霧化工程とを含むことを特徴とする液体材料塗布装置の洗浄方法。
【請求項８】
前記洗浄液導入工程は、前記導入流路への接続を、前記液体材料貯留タンクから前記洗浄液貯留タンクへ切り換えることを特徴とする請求項７に記載の液体材料塗布装置の洗浄方法。
【請求項９】
前記霧化工程は、前記液体材料の塗布に使用される前記霧化器と共に、前記洗浄液のみを霧化する洗浄用霧化器を用いて前記洗浄液を霧化することを特徴とする請求項７又は８に記載の液体材料塗布装置の洗浄方法。
【請求項１０】
前記洗浄液導入工程は、前記洗浄液として２種類の第一の洗浄液及び第二の洗浄液を用い、前記第一の洗浄液を導入した後に、前記第二の洗浄液を切り換えて導入することを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の液体材料塗布装置の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプレーノズル等に代表される霧化器を用いて霧化した液体材料を基板表面に噴霧することによって基板に液体材料を塗布する液体材料塗布装置に係り、特に、液体材料塗布装置の内部における洗浄に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板に液体材料を塗布し、乾燥や焼成等を行うことによって基板表面に薄膜を形成する薄膜製造方法は、スプレー法、ディッピング法、スリットコート法、スピンコート法等種類も多く広く利用されている手法である。
【０００３】
また、薄膜を形成する基板のサイズは年々大型化しており、大型基板表面に薄膜を安価に精度良く形成する需要が高まっている。
【０００４】
前に挙げた薄膜製造方法の中で、ディッピング法やスピンコート法は主に基板重量の点で大型基板への対応が困難であると言われている。またスリットコート法では大型基板への対応は精度に関する課題が多く、大型基板への対応では装置コストが高くなる。
【０００５】
そのうち、スプレー法は、大型基板への対応にあたっても、基板重量による制限が無いので、安価なスプレーノズルを複数搭載することによって、大型基板に対応可能なスプレー式薄膜製造装置が比較的安価で実現可能な方法であると言える。
【０００６】
スプレーノズルを用いて霧化された液体材料を噴霧することによって基板に薄膜を製造する薄膜製造装置においては、その材料利用効率が３０％程度にも達しないことが多い。このため、成膜に寄与しなかった液体材料は、排気と混ざって排出されるか、スプレーノズルやその周辺、吹付部を覆う内壁等の意図しない部分へ付着することになる。
【０００７】
スプレーノズル（その周辺を含む）や吹付部の内壁等に液体材料が付着すると、乾燥によって固形分が析出することで堆積していく。それによって、スプレーノズルの霧化性能の低下や成膜基板へのパーティクル落下による膜質の低下等の問題が引き起こされることになり、装置を構成する部材の交換や洗浄が必要となる。これは装置の連続稼働時間つまりは生産性を低下させることに繋がる。
【０００８】
上記のような液体材料の付着は、連続した薄膜製造を行う過程でより顕著に現れる。その結果、スプレーノズル及び吹付部の内壁等に液体材料の固化物の堆積がより進んでいく。
【０００９】
したがって、安価に高品質な薄膜を高い生産性で製造するためには、スプレーノズル及び吹付部を覆う内壁の効率的な洗浄及び装置の停止を伴わないメンテナンス方法の確立が不可欠となっている。
【００１０】
このような技術的背景において、特許文献１に記載されている洗浄方法を上記のような薄膜製造装置の洗浄に適用することが考えられる。この特許文献１には、ノズルのガス噴出流路に洗浄液を流すことでノズル先端部を洗浄するという方法が記載されている。これにより、特別な洗浄装置を用いることなく、ノズルを洗浄することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平９−２９１５５号公報（１９９７年２月４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載された洗浄方法では、ノズル先端部に付着した堆積物のみが除去されるだけであり、吹付部の内壁やノズル内部等の液体材料の流路内部といったその他の部分の洗浄を行うことができない。
【００１３】
また、生産性の向上や、メンテナンスコストの削減を図るには、上記の洗浄のために装置の停止、及び洗浄対象部品の分解／取り外し作業を伴わないことが要求される。
【００１４】
この様に、液体材料流路内部、ノズル先端部、吹付部内壁等のパーティクルが付着しやすい箇所の全ての洗浄を、効率的かつ最小限の装置停止及びメンテナンスコストで実現する方法が未確立であることが課題として挙げられる。
【００１５】
加えて、この様な手法によって装置停止を伴わない洗浄を短周期で行いながら生産を続け、その後、長周期での作業者による洗浄／交換も併せて行うことになる。しかしながら、作業者による洗浄や部品の交換は、液体材料を噴霧した領域の表面温度が作業者による作業の可能な温度にまで低下していることが前提となる。
【００１６】
通常、この領域の温度が３００℃以上であるため、十分な温度の低下に時間を要し、装置のダウンタイムが長くなるといった課題も存在する。
【００１７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体材料塗布装置における内部の洗浄を効率的に行うための装置構成及び洗浄の方法を確立することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係る液体材料塗布装置は、上記の課題を解決するために、液体材料を貯留する液体材料貯留タンクから供給される前記液体材料を霧化器によって霧化して基板に塗布する液体材料塗布装置において、上記の課題を解決するために、洗浄液を貯留する洗浄液貯留タンクと、前記液体材料貯留タンクからの前記液体材料又は前記洗浄液貯留タンクからの前記洗浄液を前記霧化器へ導入する導入流路と、前記液体材料貯留タンクと前記洗浄液貯留タンクとを切り換えて前記導入流路へ接続する流路切換手段とを備えていることを特徴としている。
【００１９】
上記の構成では、導入流路への洗浄液貯留タンク又は液体材料貯留タンクの接続が、洗流路切換手段によって切り換えられる。これにより、液体材料を基板に噴霧するときには、液体材料が霧化器に供給されるように、導入流路へ液体材料貯留タンクが接続され、洗浄時には、洗浄液が霧化器に供給されるように、導入流路へ洗浄液貯留タンクが接続される。したがって、洗浄時には、液体材料に代えて霧化器に洗浄液を供給することによって、洗浄液を噴霧することができる。この結果、導入流路内を洗浄液が流れることで、導入流路内が洗浄される。しかも、霧化された洗浄液が霧化器の噴出部やその周辺に噴霧されることで、これらの部分に付着した堆積物が洗い流される。
【００２０】
なお、霧化器が自ら液を吸い上げるサクションタイプであれば、洗浄液を霧化器へ送液する機構は不要である。このような霧化器は、洗浄液を吸上げ霧化し、洗浄対象領域を洗浄することができる。
【００２１】
前記液体材料塗布装置において、前記洗浄液貯留タンクが前記導入流路に接続されている間にのみ使用される洗浄用霧化器をさらに備えていることが好ましい。
【００２２】
洗浄用霧化器は、成膜には寄与せず、洗浄時にのみ洗浄液を霧化する。これにより、洗浄時には短時間でより多くの洗浄液を霧化することができる。したがって、短時間での効率的な洗浄を実現することができる。
【００２３】
前記液体材料塗布装置において、前記洗浄用霧化器は、洗浄対象領域に向かって前記洗浄液を噴霧するように配置されていることが好ましい。
【００２４】
上記の構成では、洗浄用霧化器が洗浄対象領域に向かって洗浄液を噴霧するので、より効果的に洗浄を行うことができる。この洗浄用霧化器は、成膜に寄与しないので、基板に向かって霧化する必要はなく、洗浄に適した方向に洗浄液を噴霧すればよい。
【００２５】
前記液体材料塗布装置は、前記洗浄液貯留タンクは少なくとも２種類の前記洗浄液を貯留し、洗浄時に、当該洗浄液が切り換えて前記導入流路に供給されることが好ましい。
【００２６】
これにより、少なくとも２種類の洗浄液を用いて多様な洗浄を行うことができる。例えば、固形分を含まないが溶媒としては液体材料に近い液体を第一の洗浄液として用い、その後、少数溶媒種からなる第二の洗浄液で十分な洗浄を行うことができる。それゆえ、第二の洗浄液として例えば純水を用いると、作業者による作業を可能とするために液体材料塗布領域の温度低下を促進することができる。
【００２７】
当初から第二の洗浄液の様な洗浄液にて置換を行うと、液体材料の実溶液との混合によって固形分が析出するといった前述のような問題が発生する可能性があるため、２種の洗浄液による２段階の洗浄を行うことが好ましい。
【００２８】
前記液体材料塗布装置において、前記洗浄液は、前記液体材料の溶媒として用いられている液体の一部または全てによって組成される液体であることが好ましい。
【００２９】
これにより、上記のように、洗浄液における異種の溶媒が導入流路の内部に残留した液体材料と混合することによる固形分の析出や、その析出による霧化器の詰まり等を抑制することに効果がある。
【００３０】
前記液体材料塗布装置は、前記導入流路から供給される前記洗浄液を排出する排液ポンプと、前記排液ポンプから排出される前記洗浄液を前記霧化器の噴出部へ直接吐出するように導く排液流路と、前記排液流路から吐出される前記洗浄液を回収する排液タンクとをさらに備えていることが好ましい。
【００３１】
これにより、洗浄時には、導入流路から供給される洗浄液が、排液ポンプによって排出されると、排出流路を通じて霧化器の噴出部へ吐出されて洗浄に供された後、排液タンクに回収される。これにより、洗浄時には、導入流路に残留している液体材料を素早く排出すると共に、短時間で大量に洗浄液を導入することができる。したがって、洗浄をより効率的かつ効果的に行うことができる。
【００３２】
本発明の液体材料塗布装置の洗浄方法は、液体材料を貯留する液体材料貯留タンクから供給される前記液体材料を霧化器によって霧化して基板に塗布する液体材料塗布装置の内部を洗浄する洗浄方法において、上記の課題を解決するために、洗浄時に、前記液体材料貯留タンクからの前記液体材料を前記霧化器へ導入する導入流路へ、洗浄液を貯留する洗浄液貯留タンクからの前記洗浄液を切り換えて導入する洗浄液導入工程と、導入された前記洗浄液を前記霧化器によって霧化する霧化工程とを含むことを特徴としている。
【００３３】
上記の構成では、洗浄時には、洗浄液導入工程によって、洗浄液貯留タンクからの洗浄液が導入流路へ導入され、霧化工程によって、導入された洗浄液が霧化器によって霧化される。これにより、洗浄時には、液体材料に代えて霧化器に洗浄液を供給することによって、洗浄液を噴霧することができる。この結果、霧化された洗浄液が霧化器の噴出部やその周辺に噴霧されることで、これらの部分に付着した堆積物が洗い流される。
【００３４】
前記液体材料塗布装置の洗浄方法において、前記洗浄液導入工程は、前記導入流路への接続を、前記液体材料貯留タンクから前記洗浄液貯留タンクへ切り換えることが好ましい。
【００３５】
このように、洗浄時には、導入流路へのタンクの接続を切り換えるのみで、洗浄液を霧化することができるので、洗浄液を容易に導入流路へ導入することができる。
【００３６】
前記液体材料塗布装置の洗浄方法において、前記霧化工程は、前記液体材料の塗布に使用される前記霧化器と共に、前記洗浄液のみを霧化する洗浄用霧化器を用いて前記洗浄液を霧化することが好ましい。
【００３７】
これにより、洗浄用霧化器は、成膜には寄与せず、洗浄時にのみ洗浄液を霧化する。これにより、洗浄時には、霧化器及び洗浄用霧化器によって、短時間でより多くの洗浄液を霧化することができる。したがって、効率的な洗浄を実現することができる。
【００３８】
前記液体材料塗布装置の洗浄方法において、前記洗浄液導入工程は、前記洗浄液として２種類の第一の洗浄液及び第二の洗浄液を用い、前記第一の洗浄液を導入した後に、前記第二の洗浄液を切り換えて導入することが好ましい。
【００３９】
これにより、２種類の洗浄液を用いて多様な洗浄を行うことができる。例えば、固形分を含まないが溶媒としては液体材料に近い液体を第一の洗浄液として用い、その後、少数溶媒種からなる第二の洗浄液で十分な洗浄を行うことができる。それゆえ、第二の洗浄液に例えば純水を用いると、作業者による作業を可能とするために液体材料塗布領域の温度低下を促進することができる。
【００４０】
当初から第二の洗浄液の様な洗浄液にて置換を行うと、液体材料の実溶液との混合によって固形分が析出するといった前述のような問題が発生する可能性があるため、２種の洗浄液による２段階の洗浄を行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００４１】
本発明に係る液体材料塗布装置は、上記のように構成されることにより、液体材料塗布装置の内部の洗浄を効率的に行うことができるという効果を奏する。具体的には、本発明によって、液体材料による付着物の堆積が課題となっていたスプレーＣＶＤ法、ミストＣＶＤ法といった液体材料塗布装置に対し、洗浄液による付着物の洗浄を可能とするだけでなく、洗浄液にて洗浄した領域の温度低下の促進を可能とする洗浄方法を確立できる。しかも、メンテナンス頻度を減らし、液体材料塗布装置のダウンタイムの短縮も実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の２つの実施形態に係るミストＣＶＤ成膜装置の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る上記ミストＣＶＤ成膜装置における吹付部の内部構造を示す斜視図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るミストＣＶＤ成膜装置における吹付部の内部構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
［実施形態１］
本発明に係る一実施形態について、図１及び図２を参照して以下に説明する。
【００４４】
本発明を実施するための形態として、２流体スプレーノズルを用いたミストＣＶＤ成膜装置による成膜を例に説明する。
【００４５】
〔ミストＣＶＤ成膜装置の構成〕
図１は、本実施形態に係るミストＣＶＤ成膜装置の構成を示す側面図である。図２は、ミストＣＶＤ成膜装置における吹付部の内部構造を示す斜視図である。
【００４６】
図１に示す様に、ミストＣＶＤ成膜装置１００は、基板１０１（基板）に対して、液体材料を霧化して塗布することによって薄膜を形成するための薄膜製造装置（液体材料塗布装置）である。ミストＣＶＤ成膜装置１００は、載置台１、基板基板１０１の加熱用の加熱炉２、搬送機構３、吹付部４、液体材料貯留タンク５、液体供給経路７、洗浄液貯留タンク１０、第一流路１２、第二流路１３、流路切換機構１４、及び制御部１５を備える。
【００４７】
載置台１は、後述する吹付部４に対して対向するように基板１０１を載置する台である。加熱炉２は、吹付部４によって基板１０１へ噴霧された液体材料を乾燥するために基板１０１を加熱する炉である。
【００４８】
搬送機構３は、載置台１をＸ方向に搬送する機構であり、メッシュベルト３ａ及び当該メッシュベルト３ａを駆動する複数のローラ３ｂによって構成されている。この搬送機構３は、吹付部４によって基板１０１に成膜処理を行うときに載置台１をＸ方向に駆動する。
【００４９】
液体材料貯留タンク５は、基板１０１上に成膜するための成膜材料となる液体材料を貯留している。液体材料としては、純水及び塩酸に金属塩化物を溶解した溶液を用いている。
【００５０】
洗浄液貯留タンク１０は、ミストＣＶＤ成膜装置１００の内部に液体材料が乾燥して付着した堆積物を洗浄するための洗浄液を貯留している。洗浄液としては、体積濃度５％程度の希塩酸を用いている。この理由としては、次の２つが挙げられる。第一の理由は、塩酸が堆積物を溶解可能であることである。第二の理由は、洗浄液として純水を用いた場合、純水と上記の成分からなる液体材料とが混合することにより、液体材料がゲル化して流路詰まり等を起こす可能性があることである。
【００５１】
このように、洗浄液には、液体材料の溶媒として用いられている液体（塩酸）の一部によって組成される液体が用いられる。また、洗浄液には、上記の溶媒として用いられている液体（塩酸）の全てによって組成される液体が用いられてもよい。
【００５２】
液体供給経路７（導入流路）は、後述する吹付部４の２流体スプレーノズル６に液体材料又は洗浄液を供給（導入）するための流路である。
【００５３】
第一流路１２は、液体材料貯留タンク５から排出される液体材料及びＣＤＡを供給するための流路である。第二流路１３は、洗浄液貯留タンク１０から排出される洗浄液を供給するための流路である。
【００５４】
流路切換機構１４（流路切換手段）は、第一流路１２と第二流路１３とを切り換えて液体供給経路７に接続する機構である。この流路切換機構１４は、例えば、流路切換弁及び当該流路切換弁を駆動するアクチュエータを含んでいる。
【００５５】
制御部１５は、流路切換機構１４の切り換え動作を制御する装置であり、マイクロプロセッサやメモリを含んで構成されている。この制御部１５は、成膜時に液体供給経路７と第一流路１２とを接続する一方、洗浄時に液体供給経路７と第二流路１３とを接続するように、流路切換機構１４の切り換え動作を制御する。
【００５６】
図２に示す様に、吹付部４は、複数の２流体スプレーノズル６、吹付部内壁９及び筐体１６を有している。
【００５７】
２流体スプレーノズル６（霧化器）は、箱状に形成された筐体１６の内に収容されており、基板１０１の搬送方向（Ｘ方向）と水平面で直交する方向に一定の間隔をおいて１列（直線状）に並ぶように配置されている。２流体スプレーノズル６の先端部６ａ（噴出部）のみが、吹付部４の底面に設けられた穴から下方に向けて突き出しており、当該選択部６ａから噴出されたミストは吹付部４の下方に向かって噴霧される。
【００５８】
２流体スプレーノズル６としては、株式会社いけうち製の微霧発生ノズル（ＢＩＭＶ８００２Ｓ）を用いている。この微霧発生ノズルは、サクションタイプと呼ばれるノズルであり、自ら液体を吸上げてミスト化することが可能であるため、２流体スプレーノズル６へ液体材料を送液する機構を不要にすることができる。
【００５９】
２流体スプレーノズル６へは、吹付部４の外部から引き込まれた液体供給経路７及びＣＤＡ供給経路８が接続されている。２流体スプレーノズル６は、液体材料貯留タンク５から液体供給経路７を通じて供給される液体材料と、外部からＣＤＡ供給経路８を通じて供給される乾燥空気（ＣＤＡ：Clean Dry Air）とを混合することによってミストを生成する。乾燥空気は、図示しないＣＤＡ供給源から供給される。
【００６０】
吹付部内壁９は、２流体スプレーノズル６から噴出されたミストの流れを整流化するために設けられている。この整流化は、２流体スプレーノズル６によるミスト噴霧によって吹付部４の内部に発生する負圧に起因する乱流の発生を抑制することを目的としている。
【００６１】
なお、本実施形態では、直線状に並んだ２流体スプレーノズル６を全体として吹付部内壁９によって覆っているが、２流体スプレーノズル６を個々に覆う構造であってもよい。
【００６２】
〔ミストＣＶＤ成膜装置による成膜〕
続いて、ミストＣＶＤ成膜装置１００による成膜の手順を説明する。
【００６３】
〈成膜動作の概要〉
まず、載置台１上に載せられた基板１０１は、加熱炉２の内部へと搬送されて行き、搬送中に所定の基板表面温度に到達するまで加熱される。その後、基板１０１が吹付部４の直下に達するとき、２流体スプレーノズル６による液体材料の噴霧が開始される。このとき、２流体スプレーノズル６で生成されたミストは、基板１０１に吹き付けられて焼成されることによって薄膜の生成に寄与することになる。
【００６４】
その後、基板１０１が吹付部４の直下から出るときに、液体材料の噴霧が停止される。さらに、基板１０１は、加熱炉２の出口まで搬送されて、成膜動作が終了する。
【００６５】
〈異物付着及びその影響〉
ミストＣＶＤ成膜装置１００によって基板１０１への薄膜成膜を行っていると、成膜回数を重ねるうちに、成膜された基板１０１への異物の付着が発生する。これは、液体材料の固形分が析出したもの及びその中間生成物であることが分かっている。２流体スプレーノズル６によって噴霧されたミストは、その一部が基板１０１の表面に到達し、上記のように薄膜の生成に寄与する一方、残りの大部分が排気と共に外部に排出される。しかしながら、外部に排出されなかった一部のミストは、２流体スプレーノズル６の吹出口となる先端部６ａの周辺及び吹付部内壁９に付着して堆積する。その堆積物が成膜中に基板１０１の表面へ落下すると、前述の様な異物付着を引き起こすことになる。
【００６６】
具体的には、ミストとして基板１０１へ噴霧する液体材料の量が４０Ｌ程度に達したあたりから、成膜済みの基板１０１の表面に細かなパーティクルが確認できる様になり、その大きさと個数とがその後増加を続ける。基板１０１の表面にパーティクルが付着することは、膜質低下に繋がるので、回避すべき現象である。
【００６７】
従来、パーティクル付着の現象が起こるまでを装置の連続使用可能期間としており、液体材料の量が４０Ｌに達したら、吹付部の分解、洗浄、再組立等のメンテナンス作業を行って再度装置を動作させるという作業を行っていた。吹付部（スプレーノズル）の分解、洗浄、再組立等のメンテナンス作業には、当然ながら作業時間が必要となる。また、成膜時には、高温に曝されている吹付部の温度が作業可能な温度まで下がるまでの待機時間、及び作業後に再度温度を上昇させる時間が必要となり、装置のダウンタイムが長くなる原因となっている。
【００６８】
また、２流体スプレーノズル６の先端部６ａの周辺に堆積物が付着することは、パーティクルの発生に加えて２流体スプレーノズル６のミスト化性能の低下や劣化を引き起こす原因ともなる。ミスト化性能の低下や劣化としては、具体的には、ミスト化する液体材料の減少、ＣＤＡ噴出量の低下、生成するミストの粒子径の変化等が挙げられる。
【００６９】
これらの理由からも、ミストＣＶＤ成膜装置１００において、２流体スプレーノズル６における先端部６ａと、その周辺との洗浄が重要であると言える。
【００７０】
〈流路の切り換え〉
本実施形態では、制御部１５の制御によって、次のように、液体供給経路７への液体材料貯留タンク５又は洗浄液貯留タンク１０の接続を切り換える。通常の成膜時には、２流体スプレーノズル６へ繋がる液体供給経路７を、液体材料貯留タンク５へ繋がる第一流路１２に接続する。一方、成膜時に液体材料の量が４０Ｌに達した時点で、液体供給経路７を洗浄液貯留タンク１０へ繋がる第二流路１３に接続する（洗浄液導入工程）。この切り換えの後、２流体スプレーノズル６に導入された洗浄液は、２流体スプレーノズル６によってＣＤＡと混合されることで霧化されて噴出される（霧化工程）。
【００７１】
およそ２Ｌの洗浄液噴霧を続けることによって、２流体スプレーノズル６の先端部６ａの周辺及び吹付部内壁９に付着した堆積物は、溶解して落下することで除去されることになる。また、液体供給経路７に洗浄液が流れることによって、液体供給経路７の内部が洗浄される。
【００７２】
この洗浄液噴霧の後に、再度、液体供給経路７が第一流路１２に接続されると、液体供給経路７へ液体材料が流れ込む。これにより、再び、２流体スプレーノズル６によって液体材料を噴霧することができる。
【００７３】
上記の切り換え制御のため、液体材料貯留タンク５には、１回の成膜時に排出される液体材料の量を検出する第一センサが設けられる一方、洗浄液貯留タンク１０には、１回の洗浄時に排出される洗浄液の量を検出する第二センサが設けられている。制御部１５は、第一センサが検出する液体材料の量が４０Ｌに達すると、液体供給経路７を第一流路１２に接続し、第二センサが検出する洗浄液の量が２Ｌに達すると、液体供給経路７を第二流路１３に接続するように、上記の切り換え制御を行う。
【００７４】
このような動作を実際にミストＣＶＤ成膜装置１００で実行したところ、２流体スプレーノズル６の先端部６ａの周辺及び吹付部内壁９に付着した堆積物は減少した。その結果、洗浄後に通常の成膜を行うと、基板１０１の成膜面へのパーティクル付着は確認されなかった。この手法による洗浄を行うことによって、吹付部４及び２流体スプレーノズル６の分解洗浄が必要となる液体材料の使用量を４０Ｌ程度から１５０Ｌ程度まで拡大することができた。
【００７５】
この様に、本実施形態によるミストＣＶＤ成膜装置１００の内部洗浄方法によれば、吹付部４及び２流体スプレーノズル６を分解洗浄する頻度を従来の１／４程度に軽減することができる。したがって、ミストＣＶＤ成膜装置１００の稼働時間の増加、及び薄膜の生産性の向上を図ることができる。
【００７６】
〔変形例〕
続いて、本実施形態の変形例について説明する。
【００７７】
図１に示すように、本実施形態の変形例に係るミストＣＶＤ成膜装置１００は、排液ポンプ１７、排液流路１８及び排液タンク１９を備えていてもよい。
【００７８】
排液ポンプ１７は、液体供給経路７から供給される洗浄液を強制的に排出するポンプである。この排液ポンプ１７は、吹付部４の洗浄時に動作するように制御部１５によって制御される。
【００７９】
排液流路１８は、排液ポンプ１７から排出される洗浄液を吹付部４に導いて吐出する流路である。この排液流路１８は、洗浄対象領域となる２流体スプレーノズル６の先端部６ａ及び吹付部内壁９に吐出口を向けるように配置されている。これにより、洗浄液を先端部６ａ及び吹付部内壁９に吐出することができる。
【００８０】
排液タンク１９は、排液流路１８によって先端部６ａ及び吹付部内壁９に吐出された洗浄液を回収するためのタンクである。この排液タンク１９は、吹付部４及び搬送機構３の下方に配置されている。
【００８１】
上記の構成では、洗浄時に、排液ポンプ１７によって、液体供給経路７から供給される洗浄液が、排液流路１８を通じて吹付部４へ強制的に排出される。洗浄液は、２流体スプレーノズル６によって噴霧されるのではなく、排液流路１８から先端部６ａ及び吹付部内壁９へ直接吐出される。このようにして洗浄に供された洗浄液は、メッシュベルト３ａを通過して排液タンク１９に廃液として回収される。
【００８２】
これにより、洗浄液が大量かつ短時間で吹付部４へ供給されるとともに、先端部６ａ及び吹付部内壁９の洗浄を排液流路１８から吐出される洗浄液によって強力に行うことができる。したがって、洗浄をより効率的かつ効果的に行うことができる。
【００８３】
また、成膜から洗浄への移行時に、液体供給経路７に残留している液体材料を排液ポンプ１７によって強制的に排出することができる。これにより、洗浄への移行を素早く行うことができる。したがって、洗浄をより効率的に行うことができる。
【００８４】
なお、上記の変形例は、後述する実施形態２にも適用が可能であることは勿論である。
【００８５】
［実施形態２］
本発明に係る他の実施形態について、図１及び図３を参照して以下に説明する。
【００８６】
本発明を実施するための他の形態として、２流体スプレーノズルを用いたミストＣＶＤ成膜装置による成膜を例に説明する。
【００８７】
〔ミストＣＶＤ成膜装置の構成〕
図１は、本実施形態に係るミストＣＶＤ成膜装置の構成を示す側面図である。図３は、当該ミストＣＶＤ成膜装置における吹付部の内部構造を示す斜視図である。
【００８８】
なお、本実施形態において、前述の実施形態１における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００８９】
図１に示す様に、ミストＣＶＤ成膜装置１００は、加熱炉２、搬送機構３、液体材料貯留タンク５、液体供給経路７、洗浄液貯留タンク１０、第一流路１２、第二流路１３、流路切換機構１４、制御部１５及び吹付部２１を備える。
【００９０】
図３に示す様に、吹付部２１は、前述の吹付部４に、さらに２つの洗浄用２流体スプレーノズル１１が加えられた構成である。
【００９１】
洗浄用２流体スプレーノズル１１（洗浄用霧化器）は、通常の成膜時において液体材料及びＣＤＡのどちらの噴出も行わずに、洗浄時にのみ使用される２流体スプレーノズルである。この洗浄用２流体スプレーノズル１１は、２流体スプレーノズル６と同様に一直線上に並び、２流体スプレーノズル６から成る列の両端に配置されている。また、洗浄用２流体スプレーノズル１１は、その先端部１１ａ（噴出部）が洗浄対象領域となる吹付部４の両端の内壁（吹付部内壁９）に向かって噴霧する様に設置されている。
【００９２】
洗浄用２流体スプレーノズル１１が洗浄時のみ洗浄液を噴霧するように、液体供給経路７から洗浄用２流体スプレーノズル１１に至る流路には、洗浄時に開き成膜時に閉じる開閉弁（図示せず）が設けられている。この開閉弁の開閉の制御は、制御部１５によって行われる。
【００９３】
なお、洗浄用２流体スプレーノズル１１は、本実施形態では、成膜用の２流体スプレーノズル６と同一機種のＢＩＭＶ８００２Ｓによって構成されるが、他の機種によって構成されてもよい。
【００９４】
また、洗浄用２流体スプレーノズル１１の個数及び設置個所やその向きは、上記の例に限定されるものでなく、洗浄を重点的に行う箇所に応じて決定される。
【００９５】
〔ミストＣＶＤ成膜装置による洗浄〕
〈洗浄用２流体スプレーノズルを用いた洗浄〉
上記のように構成されるミストＣＶＤ成膜装置１００による成膜の手順は、実施形態１のミストＣＶＤ成膜装置１００による成膜手順と同様である。したがって、本実施形態ではその説明を省略する。ここでは、実施形態１と異なるミストＣＶＤ成膜装置１００による洗浄の手順について説明する。
【００９６】
本実施形態のミストＣＶＤ成膜装置１００においては、基板１０１へ噴霧する液体材料の量が４０Ｌ程度に達した段階で、まず実施形態１のミストＣＶＤ成膜装置１００と同様に、液体供給経路７への接続が、第一流路１２から第二流路１３へと切り換えられる。これにより、液体供給経路７が洗浄液貯留タンク１０に繋がるので、吹付部４へ洗浄液が供給される。ここで用いられる洗浄液も、実施形態１で用いられる洗浄液と同様、体積濃度５％程度の希塩酸である。
【００９７】
次に、液体供給経路７を通じて供給された洗浄液を用いて、２流体スプレーノズル６と共に洗浄用２流体スプレーノズル１１によるミスト噴霧を開始する。これにより、２流体スプレーノズル６によって、実施形態１のミストＣＶＤ成膜装置１００と同様の洗浄が行われるだけでなく、洗浄用２流体スプレーノズル１１による洗浄も併せて行われる。ここでも、合計２Ｌ程度の洗浄液を噴霧して、２流体スプレーノズル６の先端部６ａの周辺や吹付部内壁９が洗浄される。
【００９８】
上記の洗浄後に成膜を続ける場合には、実施形態１と同様、液体供給経路７への接続が、第二流路１３から第一流路１２へと切り換えられる。これにより、液体材料が液体供給経路７を通じて吹付部４に供給される。
【００９９】
上記のように、本実施形態のミストＣＶＤ成膜装置１００は、洗浄用２流体スプレーノズル１１を洗浄に用いている。これにより、実施形態１のミストＣＶＤ成膜装置１００に比べて短時間で多くの洗浄液をより広い範囲に噴霧することが可能である。したがって、より効率的かつ効果的に吹付部４の内部の洗浄を行うことができる。
【０１００】
〈吹付部の分解洗浄〉
続いて、吹付部４及び２流体スプレーノズル６の分解洗浄について説明する。
【０１０１】
吹付部４及び２流体スプレーノズル６の分解洗浄を行うには、吹付部４をミストＣＶＤ成膜装置１００から取り外して分解することが必要である。それには、前述の様に、吹付部４の温度が十分に低下していなければならず、その温度低下に５時間程度の時間を必要とする。
【０１０２】
本実施形態では、吹付部４の温度の低下を早めるために、前述の塩酸での洗浄の終了後に純水での洗浄を行う。このため、洗浄液貯留タンク１０としては、塩酸の貯留された洗浄液貯留タンク１０と純水が貯留された洗浄液貯留タンク１０とを個別に用意しておく。そして、洗浄液を塩酸から純水に切り換えるときに、２つの洗浄液貯留タンク１０を交換してもよいし、２つの洗浄液貯留タンク１０から洗浄液を排出する流路と第二流路１３との接続を切り換えてもよい。
【０１０３】
洗浄すべき堆積物は、純水によっても溶解するので、純水による洗浄が可能であるが、実施形態１で述べた様なゲル化の問題があるため、第一の洗浄液としては酸性を示す塩酸を用いらざるを得ない。また、第二の洗浄液としても同様に塩酸を使用することが可能ではある。しかしながら、塩酸の気化によって塩化水素ガスが多量に発生するので、第二の洗浄液として塩酸を使用することは避けるべきである。よって、ゲル化の問題を回避するために第一の洗浄液としては希塩酸を用い、液体供給経路７の内部が希塩酸に十分に入れ替わった後に第二の洗浄液である純水によって再洗浄し、吹付部４の温度低下に要する時間を短縮することが合理的であると言える。
【０１０４】
なお、上記の洗浄には、２種類の第一及び第二の洗浄液を用いているが、必要に応じて、これ以外の洗浄液を用いてもよい。この場合、追加される洗浄液のための洗浄液貯留タンク１０を用意する必要がある。
【０１０５】
塩酸による洗浄後、再度、２流体スプレーノズル６と共に洗浄用２流体スプレーノズル１１による純水のミスト噴霧を行うことによって、純水が吹付部４の吹付部内壁９等に吹き付けられることになる。この純水での洗浄によって、先の洗浄に用いた塩酸が洗い流されるので、作業者による次工程の安全性を確保できると共に、噴霧された純水の気化熱によって吹付部４の熱が奪われるので、吹付部４の温度降下に必要な時間を短縮できる。
【０１０６】
本実施形態のミストＣＶＤ成膜装置１００において、実際に、２流体スプレーノズル６及び洗浄用２流体スプレーノズル１１によって純水を噴霧したところ、これまで温度降下に必要とされた５時間の待機時間を３時間にまで短縮することができた。
【０１０７】
この様に、少なくとも２種類の洗浄液を用いた本実施形態のミストＣＶＤ成膜装置１００の内部洗浄方法によれば、吹付部４及び２流体スプレーノズル６を分解洗浄する頻度を従来の１／４程度に軽減できることになる。また、吹付部４の温度降下に要する時間が短縮されることから、ミストＣＶＤ成膜装置１００の稼働時間の増加、及び薄膜の生産性の向上を図ることができる。
【０１０８】
なお、上記の２種類の洗浄液を用いる洗浄方法は、前述の実施形態１のミストＣＶＤ成膜装置１００にも適用できることは勿論である。
【０１０９】
［付記事項］
本発明は、上述した実施形態１，２に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１１０】
また、前述の実施形態１，２では、本発明をミストＣＶＤ成膜装置１００に適用した例について説明した。ただし、本発明は、ミストＣＶＤ成膜装置１００には限定されず、２流体スプレーノズル６のような霧化器を用いて液体材料を霧化することで基板に塗布する液体材料塗布であれば、スプレーＣＶＤ成膜装置等の装置であっても適用できることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、霧化した液体材料を基板表面に噴霧塗布する液体材料塗布装置の内部洗浄に関しており、特に、液体材料の塗布時に多くの堆積物が付着することによって噴霧性能及び膜質の低下が課題となるミストＣＶＤ法やスプレーＣＶＤ法等に好適に利用できる。また、本発明は、ミストＣＶＤ法やスプレーＣＶＤ法等の薄膜製造装置に好適であるが、固形成分を含む液体材料を霧化して塗布する様々な液体材料塗布装置の全般に応用が可能であると言える。さらに、本発明は、メンテナンスの発生頻度の低減とメンテナンスに要する時間の短縮とが図られることから、液体材料塗布装置のダウンタイムの短縮つまりは生産性の向上に貢献することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１    載置台
２    加熱炉
３    搬送機構
４    吹付部
５    液体材料貯留タンク
６    ２流体スプレーノズル（霧化器）
６ａ  先端部（噴出部）
７    液体供給経路（導入流路）
８    ＣＤＡ供給経路
９    吹付部内壁
１０    洗浄液貯留タンク
１１    洗浄用２流体スプレーノズル（洗浄用霧化器）
１１ａ  先端部（噴出部）
１２    第一流路
１３    第二流路
１４    流路切換機構（流路切換手段）
１５    制御部
１６    筐体
１７    排液ポンプ
１８    排液流路
２１    吹付部
１９    排液タンク
１００    ミストＣＶＤ成膜装置（液体材料塗布装置）
１０１    基板
【図１】
2013128875.tif 000003
【図２】
2013128875.tif 000004
【図３】
2013128875.tif 000005